比熱容實驗裝置的改進

顧　嵐

(江蘇省南京市第三高級中學，江蘇　南京　210000)

比熱容實驗裝置的改進

顧嵐

(江蘇省南京市第三高級中學，江蘇南京210000)

摘要：本文針對現有比熱容實驗裝置存在的若干問題進行了改進，主要采用電加熱器和數碼溫度計完成該實驗，改進后的實驗裝置對提高實驗準確性和演示直觀性都有明顯效果，大大提高了課堂教學效率.

關鍵詞：比熱容實驗；實驗裝置改進；電加熱器；數碼溫度計

比熱容這一節課的教學目標是通過科學探究引導學生建立比熱容的概念，理解比熱容的物理意義，知道比熱容是物質的一種物理屬性.然而，如何讓學生理解卻需要老師下一番工夫.比熱容教學是初中物理中的一個難點，比熱容概念涉及熱量、溫度、質量三個物理量之間的變化關系，對學生來說理解比較困難.根據新課程的教學理念，比熱容這一節的教學最好采用科學探究的教學方式，通過實驗探究得到比熱容的概念，在本節教學中，實驗起著關鍵性的作用.

1教材中實驗裝置存在的問題

如圖1所示為蘇科版物理九年級上冊第44頁“探究不同物質吸熱升溫的現象”的實驗設計，筆者認為存在以下問題：(1)這是一個分組實驗，至少需要20組實驗裝置，在教學中發現很難找到火焰大小相同的酒精燈，很難控制物體吸收的熱量相等，這是本實驗的關鍵環節，會影響到實驗的成敗；(2)若將該實驗裝置變為演示實驗，學生將無法看見溫度計的示數，不能直接讀出來，可視性不強.

圖1

2實驗儀器的改進

針對以上存在的兩個問題筆者做了如下改進：

(1)選擇了電加熱器——電磁爐

由于酒精燈本身的原因，筆者也嘗試過很多辦法，很難改進，所以最終選擇了電加熱器——電磁爐，但由于電磁爐的電功率較大，若做分組實驗對實驗室的要求比較高，而且成本較大.所以把本實驗改為了演示實驗，大大提高了課堂教學效率.

(2)采用數碼溫度計直接讀出溫度值

數碼溫度計是一種新產品，打開數碼溫度計的電源，感溫管便測出環境的溫度值，顯示在數碼管上.將其固定在鐵架臺上，全體同學都能看見，與傳統的液體溫度計相比，增加了實驗的直觀性，這樣可以讓全體學生全程參與，分工合作，完成比熱容演示實驗.為了控制被加熱容器相同，筆者采用了鴛鴦鍋，并注意中間的隔板一定要密封.

3實驗過程

(1)實驗器材

秒表1個、數碼溫度計2個、天平1個、400g油、400g水、電磁爐1個、鴛鴦鍋1個、攪拌棒2個、燒杯2個、鐵架臺、接線板.

(2)實驗準備

如圖2所示，將質量相同的油和水分別倒入鴛鴦鍋的左右兩邊，將數碼溫度計放入液體中，等示數穩定后，請每一組左邊學生記錄左邊溫度計的示數，右邊學生記錄右邊溫度計的示數，實驗完成后互相補充.

圖2

請一位學生看秒表計時(投影在大屏幕上，全體學生都能看見)，每隔一分鐘報一次時間“到”，另請一位同學來攪拌，使油和水受熱均勻.

(3)實驗操作

首先讓學生把油和水的初溫記錄在實驗表格中，每一組左邊同學記錄的是油的初溫，每一組右邊同學記錄的是水的初溫.

老師按下電磁爐開關，學生按照實驗方案分工合作進行實驗探究，每隔一分鐘記錄一次溫度.將數據記錄在表格中.學生全程參與，老師強調分工合作，培養學生的團隊合作精神

(4)數據記錄處理

實驗中得到的數據如表1：

表1

引導學生分析：①質量相同的油和水，加熱相同時間(吸收熱量相同)，_____________升溫比_____________高.即相同條件下_____________吸熱升溫快；②質量相同的油和水，升高相同的溫度，_____________需要加熱的時間比_____________少.即相同條件下_____________吸熱升溫快.

繼續分析表2中的數據：

根據表格中的數據，請學生進行計算，并回答問題：①1g油溫度升高1℃需要加熱的時間，你發現什么？②1g水溫度升高1℃需要加熱的時間，你又發現什么？在討論、交流的基礎上得出比熱容的定義.

實驗是本節課的靈魂，在本節課起了關鍵性的作用.改進后的實驗裝置對提高實驗準確性和演示直觀性都有明顯效果.裝置構思新穎，結構簡單，操作方便，經過多次實驗，效果理想.雖然本實驗是演示實驗，但全體學生都全程參與，分工合作，同樣可培養學生的團隊合作精神，提高了課堂教學效率.

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.義務教育課程標準(2011年版).北京：北京師范大學出版社，2012.

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